ГлавнаяТеплообменное оборудование – это общее название техники, которая предназначена для передачи тепла от одной среды к другой или их смешения. Они задействованы в разных сферах промышленности. На сегодняшний день существует большое количество разных типов подобных устройств. Они отличаются между собой по конструкции, а также принципу работы. В этой статье будут рассмотрены разные промышленные теплообменники, схемы их действия и области применения.
Виды теплообмена и устройств
Чтобы описывать оборудование, сначала нужно описать физические процессы, которые происходят при их использовании. Существует два способа воздействовать на внутреннюю энергию тела. Первый – это совершение работы. Второй – теплообмен. Его делят на три типа: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен или радиация.
Теплопроводность – это процесс, при котором тепло передается от более нагретой части тела к холодной. Самый простой пример – это батареи центрального отопления, которые устанавливаются в жилых домах. Внутри полой конструкции находится горячая вода. Она передает часть своей энергии металлической стенке. В свою очередь, она делится теплом с воздухом вокруг. Материалы имеют неодинаковую теплопроводность. Наиболее высокие показатели у металлов. В особенности у меди и серебра. У жидкостей она ниже, еще меньше – у газов.
Конвекция – это вид теплообмена, который осуществляется в жидкой и газообразной среде. Она осуществляется посредством потока вещества. Теплые слои при этом смешиваются с более холодными, отдавая часть своей энергии. Именно поэтому жидкости и газы нагревают снизу. К примеру, ставят чайник на огонь. Кроме того, часто используются обогреватели, принцип работы которых основывается на воздухообмене. Они так и называются – конвекторы. Коротко этот процесс можно описать так: газ нагревается и движется вверх, вытесняя холодный воздух. У него больше масса, поэтому остается внизу.
Третий тип – радиация. При этом переход тепла от одной среды к другой происходит посредством тепловых лучей. Источник посылает лучистую энергию во все стороны. Они попадают на окружающие тела и превращаются в тепловую энергию. Этот принцип работы используется, например, в инфракрасных нагревателях.
Для осуществления передачи тепла на крупных производствах используется теплообменное промышленное оборудование: https://energo1.com/
Теплообменная аппаратура разделяется по нескольким критериям. Первый – это форма конструкции. По этому признаку различают пластинчатые и трубчатые приборы. Первые, в свою очередь, делятся на три группы: разборные, паянные и сварные.
Разборные теплообменники характеризуются герметизацией, которая достигается с помощью резиновых уплотнителей. Эта техника отличается легкостью установки, простотой обслуживания, а также низким сопротивлением гидравлики. Благодаря этому их часто устанавливают в домах и на производстве. Конструкция состоит из рамы, рабочей пластины, концевых камер и крепежных болтов. Есть также недостатки – нужда в замене прокладок и невозможность взаимодействовать с агрессивной средой.
Второй тип – паянные. Изготовление теплообменника происходит из нержавеющей стали. Пайка осуществляется в условиях вакуума. Эти устройства часто применяют в химической промышленности, поскольку они могут работать с агрессивными средами.
Последний тип – сварочные. Производятся из стали, титана или никеля, используются в экстремальных условиях.
Трубчатые приборы чаще всего применяются в промышленности. В быту они используются, как правило, в качестве составляющих холодильников и кондиционеров. Они также делятся на несколько типов.
Первый – кожухотрубные устройства. Это конструкция из нескольких труб, которые объединены кожухом. Особенности такой техники – это компактность и возможность объединять приборы в систему.
Витые теплообменники – это конструкция из труб, которые закреплены вокруг сердечника. Их плюсы – небольшие габариты и высокая эффективность.
Спиральные приборы – аналогичные приборы. Отличие – в смежных каналах, которые находятся вокруг центральной перегородки. Чаще всего используются при работе с вязкими жидкостями.
Еще один тип – оросительные. Они применяются в кондиционерах и морозильных камерах. Это спираль, внутри которой находится желоб. На него попадает жидкость.
Еще один фактор, по которому классифицируют теплообменное оборудование, это взаимодействие между средами. По этому признаку различают рекуперативные и регенеративные приборы. Первые отличаются тем, что жидкость движется всегда в одном направлении. Это обеспечивает стабильную константу. К этому виду относят все пластинчатые, кодухотрубчатые и оросительные устройства. Для второго типа характерна нестабильность контакта между средами.
Также необходимо разделять оборудование по типу взаимодействия между средами. Первый вид – поверхностные. Их принцип работы заключается в том, что передача энергии происходит черед контактную поверхность. Пример – батарея центрального отопления. Второй тип – смесительные. В них происходит непосредственный контакт двух веществ. Примером такого оборудования являются градирни.
Среды теплового обмена
Техника классифицируется также по виду сред, с которыми она может работать. Они, в свою очередь, также делятся по нескольким признакам. Первый – это агрегатное состояние. Чаще всего обмен тепла происходит между жидкими и газообразными средами.
Еще один фактор – это агрессивность. Иными словами, способность вступать в химическую реакцию с окружающими ее веществами. Другое название – коррозийно-активная среда. Важно отметить, что этот параметр невозможно рассматривать отдельно от материала, с которым будет происходить взаимодействие. Среда может быть агрессивной для одного вещества и не проявлять этого свойства для другого.
Резюме
В этой статье были рассмотрены основные виды бытовой и промышленной техники для обмена. Кроме принципа работы, важно учитывать условия, в которых техника может функционировать. К примеру, производители теплообменников в России выпускают промышленное оборудование, которое может работать в условиях этой страны.